船舶定点锚泊的布局方案设计

大型船舶锚位的选择前言：港口锚地基本均设立在进出口航道的两侧。

AEU3欧线的中国五个港口锚地一般都很拥挤，通常，会避开锚泊船太过密集区域，兼顾水文气象情况、遮蔽条件及交通流状况等因素，与其它锚泊船保持1海里间距择地抛锚。

如洋山、天津，锚位一般选择港界附近，相对来说抛锚水域宽敞、水深与底质合适、遮蔽性也较好。

大连、青岛、宁波的锚地三者都有遮蔽性差、水深达35-50米、流急的特点。

大连，锚位一般也选在货轮锚地南边1-2海里位置；宁波则选在虾峙门北锚地东侧但尽可能靠近引航站的水域，青岛，锚位一般均在朝连岛附近，因而，相对要更谨慎些。

欧洲四港，一般均须在指定锚地抛锚。

除菲利克斯托SUNK DW锚地较小、但锚泊船较少且稍可遮挡西至北风外，鹿特丹MAAS 4-WEST锚地、汉堡JADE DW与ELBE APPROCH锚地与安特卫普SCHOUWENBANK锚地均有遮蔽性差、流急、底质差（沙泥与贝壳）且水下障碍物多、锚泊船多等特点。

尽可能避免抛锚。

如需，锚位宜根据水文、风流状况尽可能选择在锚地边线附近，方便抛起锚作业，也可避免在两船的旋回圈内，以防止转流调头时发生危险。

实践中，根据锚地环境、附近障碍物、底质、水文、气象等，通常将锚泊的安全回旋半径设定为0.60海里,基本上为单舷全部链长加上2倍船长。

恶劣气象时，与其它锚泊船至少保持1海里以上。

但苏伊士与塞德港，锚位有限，定点抛锚。

最小锚泊半径也应达到0.3海里，约船长加上180m为宜。

锚泊操纵计划的制定通常，以锚地中锚泊船艏向或尾迹流向为参考，结合本船操纵性能与旋回性能、惯性、舵效等，兼顾锚地条件、气象海况等决定进入抛锚点的操纵计划。

制定操纵计划应着重考虑以下几个方面：1、及早了解进出锚地船只动态、数量，互有影响时，提前沟通，协调顺序，加强联系，切忌争抢锚位；合理分配定位与瞭望人员，密切配合，及时提醒；2、及早备车，完成正倒车试验；及时备侧推、备锚；3、实践中控制入锚泊点速度的递减顺序请见如表五：实际操作中，计程仪数据相对比GPS数据更新快且接近实际。

略谈小型海船锚系布置快速设计略谈小型海船锚系布置快速设计［摘要］通过对我国轮船制造公司的小型海船锚系设计方案进行研究分析，发现大部分公司设计的锚系存在诸多弊端。

在总结小型海船锚系布置设计特点的基础上，通过对锚链筒位置的几何模型进行分析，采用解析几何法解决了锚链筒的定位；基于CAD 二次开发，实现了锚链筒最优位置确定。

在此基础上对该锚系方案进行改进设计。

改进设计的锚机布置使系泊设备的布置更为合理，系泊作业更方便快捷。

经验证，该方法速度快，能满足小型海船锚系布置的要求。

关键词：小型海船；锚系；布置设计；二次开发；锚链筒；摰链器1 引言锚系作为船舶的保船设备之一，在船舶设计工作中占有重要地位，特别是对于某些需要进行锚泊作业的船舶，诸如海洋调查船、海洋测量船等。

一些在冰区航行和作业的工作船，由于干舷小、艏锚的收藏位置离水面高度不大。

为了避免浮冰对艏锚撞击而导致艏锚受损甚至脱落，以及船舶航行时，艏锚受到船舶掀起的艏波冲击而导致船舶航行阻力增大，通常采用暗式锚穴将锚收存其内，使锚头底面与船体外板齐平。

这样不但外形美观，而且能有效减小波浪对锚的冲击、减小附加阻力，对锚也起到了有效保护。

在船舶设计中，锚系的布置设计对总布置设计的优劣具有一定的影响，尤其是锚链舱位置的选定对结构影响较大。

锚设备一般包括艏部锚设备和艉部锚设备，而小型民船，特别是小型海船极少布置有艉部锚设备。

锚系设计种类繁多，对于艏部锚设备而言，布置的核心就是合理确定锚链筒的位置，只有合理地确定了锚链筒的位置以后，才能确定锚系其他设备的位置。

2 敞开式滑道锚系形式2.1 敞开式滑道锚系概念的形式敞开式滑道锚系在国内还是第一次设计,没有实践经验, 缺乏图纸资料, 当时仅有船东提供的一张敞开式滑道锚系布置草图和几张照片, 这远远满足不了设计的需要。

经过实船调研, 对敞开式滑道锚系有了初步了解。

敞开式滑道锚系的设计主要内容是锚机的布置, 敞开式滑道、凸台的设计。

SHIP ENGINEERING 船舶工程V ol.33 No.3 2011 总第33卷，2011年第3期船舶锚泊布置智能设计研究邓小龙，柳存根（上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 200240）摘 要：对船舶锚泊布置智能设计方法以及其技术进行了研究，并结合CATIA中的知识工程模块实现了某3100TEU集装箱船锚泊设备智能布置设计，该研究对船舶智能设计系统的开发有一定参考价值.关键词：锚泊布置；智能设计；三维设计软件；CATIA中图分类号：U662.9 文献标志码：A 文章编号：1000-6982 (2011) 03-0072-03Intelligent Design of Ship Mooring ArrangementDENG Xiao-long, LIU Cun-gen(State Key laboratory of Ocean Engineering, Shanghai Jiao Tong Unviesty, Shanghai 200240, China)Abstract: Intelligent design of the ship mooring layout methods and techniques are investigated, combined with CATIA knowledge engineering module through a 3100TEU container ship. It is valuable for developing the 3D ship digital design system.Key words:mooring layout; intelligent design; 3D design software; CATIA锚泊布置设计一直是船舶设计工作中的重要组成部分，尤其是在保障船舶安全性上发挥着重要作用.然而在船舶设计领域，锚泊布置设计一直是设计冷门，涉足研究人员不多，尤其是锚泊智能布置设计更是鲜有报道.目前设计人员在实际设计中一般是根据自身经验同时参照《船舶设计实用手册》及相关规范文件进行初步设计，然后再逐步修改完善才能形成最终锚泊布置方案.由于最终布置结果很大程度上取决于设计者的经验积累深度，同时设计人员需耗费大量的时间与精力反复查找规范来进行设计与校核，因此传统锚泊布置设计效率十分低下，急需新手段来辅助这项重要的工作.采用基于知识工程的船舶锚泊布置智能设计就是一个有效并且实用的设计新手段，本文采用达索公司开发的CATIA软件系统作为实施智能设计的支撑软件.1 CATIA中的知识工程技术CATIA是工业设计与制造行业中知名的CAD/CAE/CAM一体化软件，广泛应用于汽车设计与制造、造船等行业.近年来，国内也已有一些船厂引进CATIA并逐步应用其到船舶一线设计与建造中，如广州文冲船厂和烟台来福士船厂通过自身的不懈科研攻关及与达索公司的紧密协作，已取得实质性成果.CATIA的智能设计模块主要包括：知识工程顾问、知识工程专家、产品知识模块、产品工程优化和产品功能优化等.用户可以直接利用其内置的智能设计框架快速架构企业自身的知识工程服务端与客户端.一旦企业自身内部的知识工程系统构建好，企业内部的知识资源也就能得到有效的保护和传承，真正使得企业的核心竞争力随着时间及知识资源的积累而越来越强大[1].CATIA主要通过参数、公式、规则、报告、设计表、反应和脚本等多种形式来表达知识.这些途径能保证在产品的研发过程中，相关技术人员可以便捷实时的共享整个企业内部知识资源.同时由于企业内部知识资源的流畅信息共享，一定程度上也促收稿日期：2010-10-13；修回日期：2010-11-25基金项目：教育部科技部重大专项：船舶数字化智能设计系统（教技函[2005]120号）作者简介：邓小龙（1987-），男，硕士，研究生，主要研究方向：船舶数字化设计.邓小龙等，船舶锚泊布置智能设计研究进了知识的多学科交叉与融合，有力的提高了企业并行协同设计的效率和质量.2 船舶锚泊布置智能设计船舶锚泊布置智能设计的基本思路是：由用户输入少量的控制参数即主参数，通过参数驱动及推理机制，从而实现锚泊布置的智能化设计.智能化设计的关键在于如何恰当的利用参数、公式、表格、特征等“知识”推理生成船舶的锚泊布置设计方案，本文以某3100TEU集装箱船锚泊布置智能设计为例加以介绍.2.1 利用主参数和规则知识获得次级参数通过仔细分析锚泊布置设计中的具体布置要素，提炼出其中最核心的主参数.所谓主参数是相对于次级参数而言，次级参数可以由主参数根据知识规则推理得到，这样的独立变化的底层驱动参数即称为主参数.本文选取舾装数、起锚机链轮中心距、锚链筒轴线在甲板平面内与中线面的夹角、锚链筒轴线在侧视图上与垂线间的夹角、锚机链轮引向锚链筒的锚链与水平面间的夹角等五个参数作为主参数.其他次级参数就可以通过公式、设计表等知识规则形式进行关联驱动，只需一次性设定规则，其他可由计算机自动完成相关推理工作.由于参数与规则知识是分别存储在事实库和知识库中，因此针对二者可以分别进行独立升级与维护，提高了系统的鲁棒性与健壮性[2].锚泊布置智能设计主参数及由相关规则知识驱动（包含公式驱动）生成的次级参数如图1所示.图1 知识工程中的主参数及次级参数2.2 利用设计表驱动方案设计传统锚泊布置设计时，设计者需要根据舾装数去查阅规范文件，才能得到相应法规要求的首锚数、首锚重量、锚链长度、锚链直径等基本设计参数，费时费力.通过对CATIA二次开发，将规范知识无缝融入锚泊布置设计工作中，实现只需输入舾装数N，即可自动寻找对应基本设计参数，并且自动将得到的基本设计参数进行推理演算生成其他相关设计参数.通过结合规范和CATIA二次开发编制的舾装数自动匹配程序界面如图2所示.图2 舾装数自动匹配程序界面2.3 利用规则知识进行推理计算规则是由用户定义的在一定条件下控制某些参数、特征和事件的指令.设计者可通过CATIA提供的规则工具，用VB SCRIPT语言方便的编写规则，对设计方案进行智能调整[3].如锚泊布置设计中，甲板锚链孔中心至甲板中心线的距离B2与起锚机链轮至甲板中心线的距离B1之间的关系自动判定规则（RULE）如图3所示.图3 B2与B1之间关系的判定规则2.4 利用上述推理结果生成最终布置方案只需输入五个主参数值，系统即可自动进行推理计算生成锚泊布置设计中涉及的具体布置要素.同时利用CATIA内置的参数化建模功能，即可将这些布置要素值实时生成三维布置设计方案，供设计者三维漫游、检查及优化微调直至生成最终布置方案[4-5].最终3100TEU集装箱船锚泊设备布置效果图，如图4所示.数字化造船图4 3100TEU锚泊设备布置三维效果图3 结束语船舶设计本身是一个复杂的系统工程，为了使设计者能更加集中精力进行创新性工作，成熟的CAD系统应能帮助设计人员从船舶设计中某些单纯重复性工作中脱解出来.目前，知识工程是解决这一问题最有前途的方案.知识工程是一种程序设计方法学，通过对设计方案设计过程中的知识进行捕捉和构造，并对设计方法和设计过程进行定义，从而高效的指导设计，实现知识工程的系统就称为专家系统，也即智能设计系统.随着船舶设计趋向于三维化、数字化、协同化、智能化，基于知识工程的船舶智能设计也必将是未来船舶设计的主流方向.本文即着重于知识工程技术与船舶锚泊布置设计的结合，在一定程度上实现锚系设备布置设计的智能化与自动化，减轻了传统设计人员手工、繁复、渐进的锚泊布置设计工作量，有力的提高了该船舶设计环节的效率及质量.参考文献：[1] 袁其源, 雷玉勇, 熊佳. 基于专家系统的CATIA二次技术[J]. 机械与电子, 2007(9): 12-14.[2] 胡挺. CATIA二次开发技术基础[M]. 杭州: 电子工业出版社, 2006.[3] 王智明, 杨旭，平海涛. 知识工程及专家系统[M]. 北京: 化学工业出版社, 2006.[4] 笪惠清. 锚系布置设计探讨[J]. 管理与技术, 1998(3):4-6.[5] 王肇庚, 龚昌奇. 运输船舶设备与系统[M]. 北京:人民交通出版社, 2001.（上接第71页）另一方面，PROE软件不仅对详细设计阶段的各专业原理图、布置图有很强的处理功能，同时，亦能生成生产设计阶段中的各专业施工图纸、零件加工单、统计报表等.用户可以结合宏指令的特性，用VB语言调用PROE软件提供的报表模块，来抽取管系、风管等信息，并进一步利用VBA程序来统计汇总.利用PROE软件的机械制图功能，三维实体生成二维视图功能和任意转向的等轴测图功能，生成机舱各类布置图和安装图.3 结束语由于船舶型体的特殊性，船舶设计一直局限于少数专业船舶设计软件.对于中、小规模设计以及对于船舶型体精度要求不高的计算情形来说，船舶三维设计就遇到应用软件方面的困难.本文通过应用PROE软件对机舱三维设计进行的研究表明：1）将PROE软件在通用机械制造领域中的先进成熟技术引用到船舶行业是可行的.对于中、小规模设计需求，PROE完全可以满足设计要求，同时其通用性、便捷性可以大大提高设计效率.2）利用PROE软件同其他软件广泛的标准接口，可以将按计算要求建立机舱设计模型，并且导入其他计算软件作为计算基础.3）对于大尺寸定性计算来说，PROE的曲面设计也可以满足船舶型体的精度要求，同时其广泛的专用和标准接口也保证多个设计人员、多种软件相互协作设计的可行性.参考文献：[1] 詹友刚. Pro/ENGINEER中文野火版4.0高级应用教程[M]. 北京: 机械工业出版社, 2009.[2] 仵大伟. 船体曲面表达与三维船舶设计研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2002.[3] 王栋, 荣焕宗. 数字化船型设计方法[J]. 船舶工程,2008(2): 13-15.[4] 李彩霞, 郭钢. 船舶三维生产设计现状及二次开发技术的应用[J]. 机械, 2008(7): 15-17.[5] 李杰. 三维船体库系统的研究与设计[D]. 大连: 大连海事大学, 2008.。